法拉第簡介

邁克爾·法拉第(MichaelFaraday,1791-1867)
【簡介】
英國物理學(xué)家、化學(xué)家,也是著名的自學(xué)成才的科學(xué)家。1791年9月22日出生薩里郡紐因頓一個貧苦鐵匠家庭。因家庭貧困僅上過幾年小學(xué),13歲時便在一家書店里當(dāng)學(xué)徒。書店的工作使他有機(jī)會讀到許多科學(xué)書籍。在送報、裝訂等工作之余,自學(xué)化學(xué)和電學(xué),并動手做簡單的實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證書上的內(nèi)容。利用業(yè)余時間參加市哲學(xué)學(xué)會的學(xué)習(xí)活動,聽自然哲學(xué)講演,因而受到了自然科學(xué)的基礎(chǔ)教育。由于他愛好科學(xué)研究,專心致志,受到英國化學(xué)家戴維的賞識,1813年3月由戴維舉薦到皇家研究所任實(shí)驗(yàn)室助手。這是法拉第一生的轉(zhuǎn)折點(diǎn),從此他踏上了獻(xiàn)身科學(xué)研究的道路。同年10月戴維到歐洲大陸作科學(xué)考察,講學(xué),法拉第作為他的秘書、助手隨同前往。歷時一年半,先后經(jīng)過法國、瑞士、意大利、德國、比利時、荷蘭等國,結(jié)識了安培、蓋·呂薩克等著名學(xué)者。沿途法拉第協(xié)助戴維做了許多化學(xué)實(shí)驗(yàn),這大大豐富了他的科學(xué)知識,增長了實(shí)驗(yàn)才干,為他后來開展獨(dú)立的科學(xué)研究奠定了基礎(chǔ)。1815年5月回到皇家研究所在戴維指導(dǎo)下進(jìn)行化學(xué)研究。1824年1月當(dāng)選皇家學(xué)會會員,1825年2月任皇家研究所實(shí)驗(yàn)室主任,1833----1862任皇家研究所化學(xué)教授。1846年榮獲倫福德獎?wù)潞突始覄渍隆?867年8月25日逝世。
【成就】
法拉第所研究的課題廣泛多樣,按編年順序排列,有如下各方面:鐵合金研究(1818-1824);氯和碳的化合物(1820);電磁轉(zhuǎn)動(1821);氣體液化(1823,1845);光學(xué)玻璃(1825-1831);苯的發(fā)明(1825);電磁感應(yīng)現(xiàn)象(1831);不同來源的電的同一性(1832);電化學(xué)分解(1832年起);靜電學(xué),電介質(zhì)(1835年起);氣體放電(1835年);光、電和磁(1845年起);抗磁性(1845年起);“射線振動思想”(1846年起);重力和電(1849年起);時間和磁性(1857年起)。
法拉第主要從事電學(xué)、磁學(xué)、磁光學(xué)、電化學(xué)方面的研究,并在這些領(lǐng)域取得了一系列重大發(fā)現(xiàn)。1820年奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)之后,法拉第于1821年提出“由磁產(chǎn)生電”的大膽設(shè)想,并開始了艱苦的探索。1821年9月他發(fā)現(xiàn)通電的導(dǎo)線能繞磁鐵旋轉(zhuǎn)以及磁體繞載流導(dǎo)體的運(yùn)動,第一次實(shí)現(xiàn)了電磁運(yùn)動向機(jī)械運(yùn)動的轉(zhuǎn)換,從而建立了電動機(jī)的實(shí)驗(yàn)室模型。接著經(jīng)過無數(shù)次實(shí)驗(yàn)的失敗,終于在1831年發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)定律。這一劃時代的偉大發(fā)現(xiàn),使人類掌握了電磁運(yùn)動相互轉(zhuǎn)變以及機(jī)械能和電能相互轉(zhuǎn)變的方法,成為現(xiàn)代發(fā)電機(jī)、電動機(jī)、變壓器技術(shù)的基礎(chǔ)。
法拉第能夠這樣堅(jiān)持10年矢志不渝地探索電磁感應(yīng)現(xiàn)象,重要原因之一是同他關(guān)于各種自然力的統(tǒng)一和轉(zhuǎn)化的思想密切相關(guān)的,他始終堅(jiān)信自然界各種不同現(xiàn)象之間有著無限多的聯(lián)系。也是在這一思想的指導(dǎo)下,他繼續(xù)研究當(dāng)時已知的伏打電池的電、摩擦電、溫差電、伽伐尼電、電磁感應(yīng)電等各種電的同一性,1832年他發(fā)表了<<不同來源的電的同一性>>論文,用大量實(shí)驗(yàn)論證了“不管電的來源如何,它的本性都相同”的結(jié)論,從而掃除了人們在電的本性問題認(rèn)識上的種種迷霧。
為了說明電的本質(zhì),法拉第進(jìn)行了電流通過酸、堿、鹽的溶液的一系列實(shí)驗(yàn),從而導(dǎo)致1833-1834年連續(xù)發(fā)現(xiàn)電解第一和第二定律,為現(xiàn)代電化學(xué)工業(yè)奠定了基礎(chǔ),第二定律還指明了存在基本電荷,電荷具有最小單位,成為支持電的離散性質(zhì)的重要結(jié)論,對于導(dǎo)致基本電荷e的發(fā)現(xiàn)以及建立物質(zhì)電結(jié)構(gòu)的理論具有重大意義。為了正確描述實(shí)驗(yàn)事實(shí),法拉第制定了遷移率、陰極、陽極、陰離子、陽離子、電解、電解質(zhì)等許多概念、術(shù)語。
在電與磁的統(tǒng)一性被證實(shí)之后,法拉第決心尋找光與電磁現(xiàn)象的聯(lián)系。1845年他發(fā)現(xiàn)了原來沒有旋光性的重玻璃在強(qiáng)磁場作用下產(chǎn)生旋光性,使偏振光的偏振面發(fā)生偏轉(zhuǎn),此即磁致光效應(yīng),成為人類第一次認(rèn)識到電磁現(xiàn)象與光現(xiàn)象間的關(guān)系。1846年他發(fā)表了《關(guān)于光振動的想法》一文,最早提出了光的電磁本質(zhì)的思想。他曾設(shè)計并不畏艱苦地作過許多實(shí)驗(yàn),試圖發(fā)現(xiàn)重力和電的關(guān)系,尋找磁場對光源所發(fā)射光譜線的影響,尋找電對光的作用等等,由于當(dāng)時實(shí)驗(yàn)條件所限,雖未獲成功,但他的思想和觀點(diǎn)完全正確,均為后人的實(shí)驗(yàn)所驗(yàn)證。
法拉第是電磁場理論的奠基人,他首先提出了磁力線、電力線的概念,在電磁感應(yīng)、電化學(xué)、靜電感應(yīng)的研究中進(jìn)一步深化和發(fā)展了力線思想,并第一次提出場的思想,建立了電場、磁場的概念,否定了超距作用觀點(diǎn)。愛因斯坦曾指出,場的思想是法拉第最富有創(chuàng)造性的思想,是自牛頓以來最重要的發(fā)現(xiàn)。麥克斯韋正是繼承和發(fā)展了法拉第的場的思想,為之找到了完美的數(shù)學(xué)表示形式從而建立了電磁場理論。
法拉第對科學(xué)堅(jiān)韌不拔的探索精神,為人類文明進(jìn)步純樸無私的獻(xiàn)身精神,連同他的杰出的科學(xué)貢獻(xiàn),永遠(yuǎn)為后人敬仰。
【法拉第常數(shù)】
法拉第常數(shù)(F)是近代科學(xué)研究中重要的物理常數(shù),代表每摩爾電子所攜帶的電荷,單位C/mol,它是阿伏伽德羅數(shù)NA=6.02214·1023mol-1與元電荷e=1.602176·10-19 C的積。尤其在確定一個物質(zhì)帶有多少離子或者電子時這個常數(shù)非常重要。法拉第常數(shù)以麥可·法拉第命名,法拉第的研究工作對這個常熟的確定有決定性的意義。
一般認(rèn)為此值是96485.3383±0.0083C/mol,此值是由美國國家標(biāo)準(zhǔn)局所依據(jù)的電解實(shí)驗(yàn)得到的,也被認(rèn)為最具有權(quán)威性。
【科研】
青少年時代
1791年9月22日。法拉第出生在薩里郡紐因頓一個貧苦的鐵匠家庭里。5歲時隨父母到倫敦。在一所普通的日校讀書。13歲時法拉第在書店中當(dāng)學(xué)徒,起初送報,后學(xué)裝訂,工余時間自學(xué)化學(xué)和電學(xué),并動手做實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證書上的內(nèi)容。他在裝訂不列顛百科全書時,偶然看到了《電學(xué)》這個條目,更加激發(fā)了他對科學(xué)的熱情。1810年2月至第二年9月,聽了J.塔特姆所作的十幾次自然哲學(xué)講演,并開始參加市哲學(xué)學(xué)會的學(xué)習(xí)活動,受到了自然科學(xué)的基礎(chǔ)教育。1812年2月至4月,又在皇家研究所聽了H.戴維的4次化學(xué)講座,每次他都細(xì)心筆錄,清理成稿,而且熱忱地抓住戴維的每個科學(xué)觀點(diǎn),轉(zhuǎn)述給市哲學(xué)學(xué)會的同伴。這年10月法拉第學(xué)徒滿師,寫信給戴維,表示獻(xiàn)身科學(xué)事業(yè)的決心,并隨信附上自己記錄、裝訂的《H.戴維爵士講演錄》。1813年3月,經(jīng)戴維介紹進(jìn)皇家研究所任實(shí)驗(yàn)室助手。同年10月,隨戴維去歐洲大陸作科學(xué)考察旅行。1815年 5月回皇家研究所,在戴維指導(dǎo)下從事化學(xué)研究。戴維的廣博和深邃的知識,給法拉第以最重要的影響。
早期科學(xué)工作
法拉第的第一篇科學(xué)論文曾發(fā)表于1816年。從1818年起他和J.斯托達(dá)特合作,研究合金鋼,首創(chuàng)了金相分析方法。1820年他用取代反應(yīng)制得六氯乙烷和四氯乙烯。在1820年H.C.奧斯特發(fā)現(xiàn)電流能使其周圍的磁針偏轉(zhuǎn)以后,引起研究電和磁的關(guān)系的熱潮。法拉第研究了這方面的問題,并在1821年9月發(fā)現(xiàn)通電流的導(dǎo)線能繞磁鐵旋轉(zhuǎn),這是他的第一個重要發(fā)現(xiàn)。1823年,他發(fā)現(xiàn)了氯氣和其他氣體的液化方法。1824年1月,法拉第當(dāng)選為皇家學(xué)會會員,1825年2月任皇家研究所實(shí)驗(yàn)室主任。同年,發(fā)現(xiàn)苯,為芳香族化合物的研究和應(yīng)用開辟了道路;并開始研究光學(xué)玻璃的制造技術(shù)。
電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)和場的概念的誕生
從1831年起,法拉第的科學(xué)工作進(jìn)入一個新階段。早在1824年,他就論證過,既然電對磁有作用,那末磁也應(yīng)當(dāng)對電有反作用。經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn),他終于在1831年8月獲得成功。他在一個圓形軟鐵環(huán)兩邊繞上A、B兩組線圈,在A組線圈同伏打電池接通或切斷的瞬間,B組線圈中會感生出電流,法拉第把這叫做“伏打電感應(yīng)”(見彩圖)。10月又發(fā)現(xiàn),磁鐵和導(dǎo)線的閉合回路有相對運(yùn)動時,回路中會產(chǎn)生感生電流,法拉第稱之為“磁電感應(yīng)”。伏打電感應(yīng)孕育了變壓器的誕生,磁電感應(yīng)預(yù)告了發(fā)電機(jī)的出現(xiàn)。這兩類電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)為電在未來的大規(guī)模應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。這項(xiàng)工作獲得了皇家學(xué)會的科普利獎?wù)隆?
受電磁感應(yīng)啟示,法拉第直覺地揣測到磁鐵周圍是一個充滿力線的場,感生電流的產(chǎn)生是由于導(dǎo)體切割力線。1832年3月12日,他在文稿中寫道:“……使我相信,磁的作用是漸進(jìn)的,是需要時間的,”“有理由假設(shè),電(壓)的感應(yīng)也是以類似的漸進(jìn)方式進(jìn)行的。”這是物理學(xué)史上第一次認(rèn)真地向力的超距作用概念提出的挑戰(zhàn)。
法拉第電解定律和其他電學(xué)實(shí)驗(yàn)研究
1833年法拉第任皇家研究所富勒化學(xué)講座教授。1832年他發(fā)表了《不同來源的電的同一性》一文,用實(shí)驗(yàn)證明:“不管電的來源如何,它的本性都是相同的。”1833~1834年,他發(fā)現(xiàn)了兩條電解定律(后來稱為法拉第第一和第二電解定律)。這是電化學(xué)的開創(chuàng)性工作,第二定律并且指明了電荷具有最小單位。法拉第電解定律是基本電荷存在的有力證據(jù)。正如H.von亥姆霍茲所說:“法拉第定律的最令人驚異的結(jié)論也許是:如果我們接受元素物質(zhì)由原子組成的假說,就不可避免地要做出結(jié)論:不論正電和負(fù)電,都可以分成單元,其行為如同電的原子。”法拉第還制訂了許多電化學(xué)術(shù)語,并測定了電解1克當(dāng)量物質(zhì)所需要的電量為96484庫侖,后來這被稱為法拉第常數(shù)。從1834年起,法拉第對伏打電池、靜電、電容和電介質(zhì)的性質(zhì)進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)研究。1843年,用冰桶實(shí)驗(yàn)證明電荷守恒原理,為了紀(jì)念他在靜電學(xué)方面的工作,電容的實(shí)用單位稱為法拉。
磁致旋光效應(yīng)和抗磁性現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)
1845年8月,法拉第研究電和磁對偏振光的影響,9月用過去研制的重玻璃做實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)原來沒有旋光性的重玻璃在強(qiáng)磁場的作用下產(chǎn)生旋光性,使偏振光的偏振面發(fā)生偏轉(zhuǎn)。這是人類第一次認(rèn)識到電磁現(xiàn)象和光現(xiàn)象之間的關(guān)系。磁致旋光效應(yīng)后來稱為法拉第效應(yīng)。1845年11月,法拉第發(fā)現(xiàn)大多數(shù)物質(zhì)具有抗磁性,而認(rèn)為并不存在什么磁極。他提出電和磁的作用是以介質(zhì)為中介來傳遞的,而介質(zhì)便成為電場和磁場的載體。1846年5月,他發(fā)表了《關(guān)于光振動的想法》一文。他寫道:“……把輻射看作在力線中所作的一種高級振動……,我的觀點(diǎn)是排除以太,但并不排除振動。”19世紀(jì)后半葉,實(shí)驗(yàn)觀測到電磁波的存在,證實(shí)了法拉第的大膽預(yù)言。當(dāng)然,法拉第并沒有真正排除以太,他把電磁現(xiàn)象看作是一種連續(xù)媒質(zhì)中的應(yīng)力和應(yīng)變的表現(xiàn)。這種假想的連續(xù)媒質(zhì)后來被叫做電磁以太,和所謂的光以太是同一種東西。
晚年研究工作
法拉第工作過度勞累,中年開始健康受到損害,但仍一直堅(jiān)持工作到晚年。他研究火焰和各種氣體的磁性,研究晶體在磁場中所受的力。借助力線的概念,他對電磁感應(yīng)現(xiàn)象進(jìn)行定量研究,歸納出著名的法拉第電磁感應(yīng)定律。法拉第晚年的研究工作仍然是為了證實(shí)他的一個堅(jiān)定信念──自然界的各種力相互有關(guān)。在1845年他寫道:“我早就相信力的統(tǒng)一性。”1849年和1859年進(jìn)行多次試驗(yàn),試圖發(fā)現(xiàn)重力和電的關(guān)系。法拉第實(shí)驗(yàn)日記中最后一個的編號是 16041。這個實(shí)驗(yàn)是在1862年3月12日,為的是尋找磁場對光源發(fā)射光譜譜線的影響,沒有成功。
法拉第的自然哲學(xué)思想及其對物理學(xué)發(fā)展的影響 法拉第是實(shí)驗(yàn)大師,人們常常稱他是19世紀(jì)最偉大的實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家,不過他自己更喜歡稱自己是自然哲學(xué)家。法拉第具有豐富的直覺想象能力。他的關(guān)于自然界的各種力相互有關(guān)并具有同一來源,空間有場,場中充滿力線,力的作用以場為中心以有限速度傳遞等觀點(diǎn),與19世紀(jì)占統(tǒng)治地位的牛頓派的觀點(diǎn)針鋒相對,是有革命性的。法拉第的一些失敗了的實(shí)驗(yàn),在許多年后由別人做成功了,如電光效應(yīng)在30年后由J.克爾發(fā)現(xiàn),磁場對光源發(fā)射光譜譜線的影響在34年后由P.塞曼證實(shí);而引力場和電磁場的統(tǒng)一至今仍是物理學(xué)中的重大問題。H.本斯-瓊斯評論他的場論思想說:“將物質(zhì)非物質(zhì)化為’力的中心',又將物質(zhì)有運(yùn)動傾向的方向物質(zhì)化為’物理上實(shí)有的力線'。”誠如麥克斯韋所說:“這些觀念是以一種更適合于一門正在形成中的科學(xué)的語言表述的。”場概念的提出為建立電磁現(xiàn)象的理論奠定了基礎(chǔ)。20世紀(jì)中發(fā)展起來的廣義相對論和量子場論,更進(jìn)一步發(fā)展了法拉第的場的理論。 科學(xué)普及工作 法拉第熱心科學(xué)普及工作。在任皇家研究所實(shí)驗(yàn)室主任后不久,發(fā)起舉行星期五晚間討論會和圣誕節(jié)少年科學(xué)講座。他在 100多次星期五晚間討論會上作過講演,在圣誕節(jié)少年科學(xué)講座上講演達(dá)19年之久。他的科普講座深入淺出,配以豐富的演示實(shí)驗(yàn),深受歡迎。他在1860~1861年間的演講,被W.克魯克斯匯集成著名的科普讀物《蠟燭的故事》。法拉第還熱心公眾事業(yè),長時期為英國的許多公私機(jī)構(gòu)服務(wù)。
法拉第為人質(zhì)樸,喜歡幫助親友,不善交際、不圖名利。為了專心從事科學(xué)研究,他放棄一切有豐厚報酬的商業(yè)性工作。英國政府?dāng)M封他為爵士,1857年皇家學(xué)會擬選他為會長,均被拒絕,因?yàn)樗敢庥肋h(yuǎn)是普通的法拉第。他1865年退休。1867年8月25日,在維多利亞女王贈給他的寓所中逝世。
法拉第的主要著作有《電學(xué)實(shí)驗(yàn)研究》、《化學(xué)和物理學(xué)實(shí)驗(yàn)研究》、《日記》。
【名人軼事】
1、努力奮斗的法拉第
朋友,你一定知道法拉第這個光輝的名字吧!他在1831年發(fā)現(xiàn)的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,預(yù)告了發(fā)電機(jī)的誕生,開創(chuàng)了電氣化的新時代。他畢生致力研究的科學(xué)理論——場的理論,引起了物理學(xué)的革命。相傳法拉第的老師戴維,一個譽(yù)滿全球、世界公認(rèn)的大化學(xué)家在瑞士日內(nèi)瓦養(yǎng)病時,有人問他一生中最偉大的發(fā)現(xiàn)是什么,他絕口不提自己發(fā)現(xiàn)的鈉、鉀、氯、氟等元素,卻說:
“我最偉大的發(fā)現(xiàn)是一個人,是法拉第!”
是的,戴維回答得好,重要的是人!下面就是這個學(xué)徒出身的大科學(xué)家在踏進(jìn)科學(xué)大門之前,在坎坷的生活道路上向往科學(xué)、努力奮斗以及在進(jìn)入科學(xué)殿堂之后建立豐碑的故事。
為了裝備自己的小實(shí)驗(yàn)室,法拉第到藥房里去揀別人扔掉的瓶子,花半個便士買一點(diǎn)最便宜的藥品。他抱著揀來的、買來的東西,回到書店里的閣樓上,心里樂開了花。從此,每天下工以后,法拉第埋頭在自己的小實(shí)驗(yàn)室里點(diǎn)上一支蠟燭,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
從13歲到21歲,法拉第在書店里當(dāng)了8年學(xué)徒。這正是他長知識、長身體的時期。在將近3000個夜晚,法拉第把時間都用在讀書和實(shí)驗(yàn)上了。
1791年9月22日,邁克爾.法拉第出生在一個鐵匠的家里。他父親體弱多病,鐵匠鋪開不下去了,最后只好盤給人家,自己去當(dāng)幫工。為了維持生活,法拉第12歲當(dāng)報童,13歲去里波先生的書店里當(dāng)學(xué)徒,學(xué)裝訂手藝。從此,法拉第走上了生活的道路。
在里波先生的書店里,到處是書。這里是智慧的源泉,知識的海洋。法拉第象一塊巨大的海綿,在知識的海洋里貪婪地吸吮著。勞動了一天以后,他在微弱的燭光下拼命地讀書。書里講的那些電的現(xiàn)象和化學(xué)實(shí)驗(yàn),把法拉第迷住了。他渴望把書上講的那些實(shí)驗(yàn)?zāi)茏鲆槐椋墒且粋窮學(xué)徒哪來的錢買儀器和藥品呢!
里波先生的書店在倫敦是很有名氣的,加上法拉第手藝出眾,態(tài)度和氣,贏得了顧客的好感。因此,皇家學(xué)會很多會員,都樂意把自己的科技書籍送來裝訂。顧客中有位當(dāng)斯先生很喜歡法拉第,有一次他送 給法拉第4張入場券,讓他去皇家學(xué)院聽大化學(xué)家戴維的講座。
1812年2月的一個晚上,法拉第生平第一次跨進(jìn)皇家學(xué)院的大門,坐在階梯形的講演廳里。他的心情緊張而又焦急。戴維終于出現(xiàn)了,大廳里響起一陣陣熱烈的掌聲。戴維講的題目是發(fā)熱發(fā)光物質(zhì),講得那么輕松,卻又那么透徹。他精神抖擻,神采奕奕,天才的光華和熱力,似乎正從他的身上向外輻射。法拉第被深深地吸引住了,他飛快地記著,筆記本翻過一頁又一頁。
法拉第一連聽了戴維的4次講座,好像游歷了美麗、莊嚴(yán)、圣潔的科學(xué)殿堂,那里陽光燦爛,照得他心里 光明、溫暖。他把4次聽講的筆記仔細(xì)整理以后,用漂亮的皮封面裝訂成冊。他經(jīng)常輕輕地翻閱,多么渴望 能從事科學(xué)研究工作啊!
遺憾的是,在那個時代,命運(yùn)對窮人從來不露出笑臉。它總是一副威嚴(yán)、猙獰的面孔,迫使你對它膜拜和 屈服。然而,也有許多窮人并不屈從,他們頑強(qiáng)地和命運(yùn)搏斗。法拉第就是其中最頑強(qiáng)的一個。這個鐵匠的兒子,從小愛看父親揮舞大錘,一下一下地鍛打燒紅的鐵塊。鐵塊變冷變硬以后,父親把它放在爐火里重新燒紅。經(jīng)過千錘百煉,鐵坯終于按照人的意志變成各種工具。父親曾經(jīng)自豪地對他說:鐵匠面前永遠(yuǎn)沒有頑鐵。多少年來,父親的話一直激勵著他。
于是,他決定寫信給當(dāng)時的英國皇家學(xué)會會長班克斯爵士,要求在皇家學(xué)院找個工作,哪怕在實(shí)驗(yàn)室里洗瓶子也行。他心神不寧地等了整整一個星期,音信全無。他忍不住跑到皇家學(xué)院去打聽,得到的回音只是冷冰冰的一句話:“班克斯爵士說,你的信不必回復(fù)!”
受到這個屈辱的打擊,法拉第感到傷心。但他毫不氣餒。他想起自己學(xué)畫的經(jīng)歷。法拉第從小就練得一手好字。至于繪畫,他是從一個名叫馬克里埃的法國畫家那里學(xué)來的。那位曾經(jīng)給拿破侖皇帝畫過像,后來橫渡英吉利海峽,流亡到倫敦的畫家,恰好借住在里波先生鋪?zhàn)拥臉巧希头ɡ诔闪肃従印.嫾铱吹椒ɡ趯W(xué)畫心切,答應(yīng)教他。作為交換條件,法拉第要替畫家擦皮靴和收拾房間。畫家心眼不壞,教得也很 認(rèn)真,可脾氣不好,經(jīng)常責(zé)罵法拉第。法拉第逆來順受,堅(jiān)持跟他學(xué)畫,終于學(xué)會了投影和透視,能夠逼真地、藝術(shù)地把眼前的東西畫下來。從這段經(jīng)歷中,他體會到:只有忍辱負(fù)重,敢于向命運(yùn)挑戰(zhàn),才能把本來不屬于自己的東西追求到手。
法拉第又一次向命運(yùn)挑戰(zhàn)了。他鼓起勇氣給戴維寫信,并且把裝訂成冊的戴維4次講座的筆記一起送去。法拉第巨大的熱情、超人的記憶和獻(xiàn)身科學(xué)的精神,感動了這位大化學(xué)家。法拉第到皇家學(xué)院化學(xué)實(shí)驗(yàn)室當(dāng)了戴維的助手。科學(xué)圣殿的大門向?qū)W陡出身的法拉弟打開了!
2、實(shí)驗(yàn)的價值
發(fā)明了世界上第一架發(fā)電機(jī)的英國化學(xué)家和物理學(xué)家法拉第(1791—1867年),對知識有著執(zhí)著的追求,為了一項(xiàng)科學(xué)研究,他常常百折不撓,這使得那些急功近利的人迷惑不解。
有一次,他的一個熟人、稅務(wù)官格拉道斯通,看到法拉第在做一個在他看來毫無實(shí)用價值的實(shí)驗(yàn),便問道:“花這么大的力氣,即使成功了,又有什么用呢?”
法拉第回答說:“好吧,不久你就可以收稅了。”
【人物名言】
1、希望你們年青的一代,也能象蠟燭為人照明那樣,有一分熱,發(fā)一分光,忠誠而踏實(shí)地為人類偉大的事業(yè)貢獻(xiàn)自己的力量。
2、像蠟燭為人照明那樣,有一分熱,發(fā)一分光,忠誠而踏實(shí)地為人類偉大事業(yè)貢獻(xiàn)自己的力量。
3、一旦科學(xué)插上幻想的翅膀,它就能贏得勝利。
4、我不能說我不珍視這些榮譽(yù),并且我承認(rèn)它很有價值,不過我卻從來不曾為追求這些榮譽(yù)而工作。
5、拼命去爭取成功,但不要期望一定會成功。
6、科學(xué)家不應(yīng)是個人的崇拜者,而應(yīng)當(dāng)是事物的崇拜者。真理的探求應(yīng)是他唯一的目標(biāo)。
【法拉第圓筒實(shí)驗(yàn)】
法拉第圓筒實(shí)驗(yàn)是來驗(yàn)證電荷只分布在導(dǎo)體的外表面上,導(dǎo)體內(nèi)部沒有凈電荷這一物理現(xiàn)象的。
內(nèi)容是:
取兩個驗(yàn)電器A和B,在B上裝一個幾乎封閉的空心金屬圓筒C(叫做法拉第圓筒)。使B和C帶電,B的箔片張開。用有絕緣柄的金屬小球d先跟C的外部接觸,再把d移到A并跟A的金屬球接觸經(jīng)過若干次以后,可以看到A的箔片張開,同時B的箔片張開的角度減小。這表明小球d把C的一部分電荷搬運(yùn)給了A。可見法拉第圓筒的表面是帶有電荷的。如果小球d不接觸C的表面,而接觸C的內(nèi)部,重做上述實(shí)驗(yàn),不論重復(fù)多少次,A的箔片都不張開,B的箔片張開的角度也不減小。這表明小球d并沒有把C的電荷搬運(yùn)給A,可見法拉第圓筒的內(nèi)部不帶電。
【法拉第效應(yīng)】
法拉第效應(yīng)于1845年由M.法拉第發(fā)現(xiàn)。當(dāng)線偏振光(見光的偏振)在介質(zhì)中傳播時,若在平行于光的傳播方向上加一強(qiáng)磁場,則光振動方向?qū)l(fā)生偏轉(zhuǎn),偏轉(zhuǎn)角度ψ與磁感應(yīng)強(qiáng)度B和光穿越介質(zhì)的長度l的乘積成正比,即ψ=VBl,比例系數(shù)V稱為費(fèi)爾德常數(shù),與介質(zhì)性質(zhì)及光波頻率有關(guān)。偏轉(zhuǎn)方向取決于介質(zhì)性質(zhì)和磁場方向。上述現(xiàn)象稱為法拉第效應(yīng)或磁致旋光效應(yīng)。該效應(yīng)可用來分析碳?xì)浠衔铮蛎糠N碳?xì)浠衔镉懈髯缘拇胖滦馓匦裕环ɡ谛?yīng)于1845年由M.法拉第發(fā)現(xiàn)。當(dāng)線偏振光(見光的偏振)在介質(zhì)中傳播時,若在平行于光的傳播方向上加一強(qiáng)磁場,則光振動方向?qū)l(fā)生偏轉(zhuǎn),偏轉(zhuǎn)角度ψ與磁感應(yīng)強(qiáng)度B和光穿越介質(zhì)的長度l的乘積成正比,即ψ=VBl,比例系數(shù)V稱為費(fèi)爾德常數(shù),與介質(zhì)性質(zhì)及光波頻率有關(guān)。偏轉(zhuǎn)方向取決于介質(zhì)性質(zhì)和磁場方向。上述現(xiàn)象稱為法拉第效應(yīng)或磁致旋光效應(yīng)。該效應(yīng)可用來分析碳?xì)浠衔铮蛎糠N碳?xì)浠衔镉懈髯缘拇胖滦馓匦裕辉诠庾V研究中,可借以得到關(guān)于激發(fā)能級的有關(guān)知識;在激光技術(shù)中可用來隔離反射光,也可作為調(diào)制光波的手段。
【電磁感應(yīng)定律】
表述:當(dāng)穿過閉合回路所圍面積的磁通量發(fā)生變化時,不論這種變化是什么原因引起的,回路中都會建立起感應(yīng)電動勢,且此感應(yīng)電動勢正比于磁通量對時間變化率的負(fù)值。
數(shù)學(xué)表達(dá)式:當(dāng)采用國際單位制時,比例系數(shù)為 1,數(shù)學(xué)表達(dá)式為:εi=-dΦ/dt
【楞次定律】
兩種表述:閉合回路中感應(yīng)電流的方向,總是使得它所激發(fā)的磁場來阻止引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。
或者:感應(yīng)電流的效果,總是反抗引起感應(yīng)電流的原因。
應(yīng)用:判斷感應(yīng)電動勢的方向:
楞次定律實(shí)際上是能量守恒定律的一種表現(xiàn)。
用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的步驟:
(1)判斷穿過閉合回路的磁通沿什么方向,發(fā)生什么變化(增加或減少);
(2)根據(jù)楞次定律來確定感應(yīng)電流所激發(fā)的磁場沿什么方向(與原來的磁場反向還是同向);
(3)根據(jù)右手螺旋法則從感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向確定感應(yīng)電流的方向。
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